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Concórdia-SC, 15 e 16 de abril de 1997
Suínos e Aves
REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL Presidente: Fernando Henrique Cardoso
Ministro da Agricultura e do Abastecimento: Francisco Turra
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA Presidente: Alberto Duque Portugal
Diretores: Dante Daniel Giacomelli Scolari Elza Ângela Battaggia Brito da Cunha
José Roberto Rodrigues Peres
CENTRO NACIONAL DE PESQUISA DE SUÍNOS E AVES - CNPSA Chefe Geral: Dirceu João Duarte Talamini
Chefe Adjunto de Pesquisa e Desenvolvimento de Suínos: Paulo Roberto Souza da Silveira
Chefe Adjunto de Pesquisa e Desenvolvimento de Aves: Gilberto Silber Schmidt
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Concórdia-SC, 15 e 16 de abril de 1997
Organizadores:
Cláudio R. de Miranda
Carlos C. Perdomo
Concórdia, SC 1999 Suínos e AvesISSN – 0101 – 6245
Embrapa Suínos e Aves. Documentos, 57
Exemplares desta publicação podem ser solicitados à: Embrapa Suínos e Aves
Br 153 - Km 110 - Vila Tamanduá Caixa Postal 21 89.700-000 - Concórdia - SC Telefone: (049) 4428555 Fax: (049) 4428559 Tiragem: exemplares
Tratamento Editorial: Tânia Maria Biavatti Celant
Obs.: Esse documento contém as palestras transcritas, apresentadas durante o Workshop sobre Dejetos Suínos. O conteúdo é de inteira responsabilidade do palestrante.
WORKSHOP SOBRE DEJETOS SUÍNOS, 1997, Concórdia, SC. Anais... Org. por Claudio R. de Miranda e Carlos C. Perdomo. Concórdia: EMBRAPA-CNPSA, 1999. 92p. (EMBRAPA-CNPSA. Documentos, 57).
1. Suíno-dejeto-congresso. I. Miranda, C.R. de, org. II. Perdomo, C.C., org. III. Tïtulo. IV. Série.
SUMÁRIO
TECNOLOGIAS AMBIENTAIS PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DA SUINOCULTURA NO SUL DO BRASIL
Paulo Belli Filho... 09
PROJETOS DE TRATAMENTO PARA DEJETOS DE SUÍNOS
Ricardo Hernandes... 12
O MANEJO DE DEJETOS E CONTROLE DE INSETOS
Doralice Pedroso Paiva... 14
RESULTADOS COMPARATIVOS COM ARMAZENAGEM DE DEJETOS DE SUÍNOS EM ESTERQUEIRA E BIOESTERQUEIRA
Hugo A. Gosmann... 19
USO DE DECANTADORES, REATORES E LAGOA DE ALTA TAXA NO TRATAMENTO DOS DEJETOS DE SUÍNOS
Fábio Manhães... ... 23
OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO: DECANTADOR DE PALHETAS E LAGOAS ANAERÓBIAS, FACULTATIVA E DE AGUAPÉS DE DEJETOS SUÍNOS
Rejane Helena Ribeiro da Costa, Waldir Medri e Carlos Cláudio Perdomo... 25
USO DE LEITO DE CAMA NA PRODUÇÃO DE SUÍNOS
Érico Kunde Corrêa... 33
PISCICULTURA ORGÂNICA X QUALIDADE DE ÁGUA
Osmar Tomazelli Jr. e Jorge de Matos Casaca... 37
VALOR NUTRITIVO DE DEJETOS DE SUÍNOS NA ALIMENTAÇÃO DA CARPA COMUM (CYPRINUS CARPIO) e PACU (PIARACTUS MESOPOTAMICUS)
Santo Zacarias Gomes, Everlin Inês Kopp, Marcelo de Morais Tompson e José Luiz Botini ... 40
PISCICULTURA INTEGRADA COM SUÍNOS NO OESTE CATARINENSE
Anastácio Castelo Matos... 44
RELAÇÕES DA NUTRIÇÃO ANIMAL COM A POLUIÇÃO AMBIENTAL
Cláudio Bellaver... .. 48
SUBPRODUTO DA SUINOCULTURA NA ALIMENTAÇÃO DE ANIMAIS
Rubson Rocha... 52
RESPOSTA DAS CULTURAS E ALTERAÇÕES NAS CARACTERÍSTICAS DO SOLO COM O EMPREGO DE CHORUME DE SUÍNOS NO ESTADO DO PARANÁ
Parra, M.S., Miyazawa, M. e Henklain, J. C... 56
USO DE DEJETOS DE SUÍNOS COMO FERTILIZANTE SITUAÇÃO E RESULTADOS
Egidio Arno Konzen... ... 58
A LINHA DE PESQUISA DA EMBRAPA SUÍNOS E AVES ENVOLVENDO A UTILIZAÇÃO DE DEJETOS DE SUÍNOS COMO FERTILIZANTE DO SOLO
Milton Seganfredo... 60
GERENCIAMENTO DOS RECURSOS NATURAIS E AUTOSUSTENTABILIDADE
Paulo Kitamura... . 67
MONITORAMENTO, DIAGNÓSTICO E AUTOSUSTENTABILIDADE
João Mangabeira... 73
ATORES E ARENAS NA CONSTRUÇÃO DE UMA REDE PARA O CONTROLE DA POLUIÇÃO POR DEJETOS SUÍNOS NO ESTADO DE SANTA CATARINA
Julia Guivant... 75
DIAGNÓSTICO AMBIENTAL NO MEIO OESTE DE SANTA CATARINA
Elfride Anrain Lindner... 79
DIAGNÓSTICO AMBIENTAL DA SUINOCULTURA NO RIO GRANDE DO SUL
Ana Lúcia Mastrascusa Rodrigues... 87
CRITÉRIOS TÉCNICOS PARA A LOCALIZAÇÃO DE POCILGAS E DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS NO SOLO NO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL
APRESENTAÇÃO
Em tempos de economia globalizada o desafio de aumentar a produtividade é uma realidade inconteste, mas não basta maior produtividade, é necessário que a mesma seja estável no tempo e além do mais que não afete negativamente o meio ambiente. Esse é o grande desafio que está colocado para a sociedade em geral e afeta diretamente o setor agropecuário.
A poluição dos solos, água e ar por dejetos de suínos é um dos problemas que ameaça seriamente o desenvolvimento de determinadas regiões produtoras de animais, como é o caso do Oeste catarinense. Os dados de contaminação do solo e da água são, no mínimo preocupantes e requerem soluções imediatas.
Nesse contexto, a pesquisa obrigatoriamente terá que dar a sua colaboração no sentido de desenvolver metodologias que permitam monitorar e acompanhar criteriosamente esse problema nas suas mais diferentes dimensões, bem como gerar tecnologias e processos que minimizem o impacto poluídor dos dejetos suínos.
No entanto, as soluções para as questões ambientais não podem ser geradas de formas isoladas, uma vez que a mesma envolve uma abordagem multidisciplinar onde os diferentes atores precisam encontrar pontos de convergências que permitam a busca de soluções negociadas.
Com esse propósito o Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, juntamente com uma série de entidades parceiras, reuniu os principais especialistas no assunto para discutir e avaliar os rumos mais adequados para a pesquisa desenvolvida nessa área. O Workshop abrangeu quatro linhas temáticas que possibilitaram uma visão ampla da problemática, a saber:1) gestão ambiental; 2) tratamento dos dejetos; 3) os dejetos na alimentação animal; 4) dejetos como fertilizantes agrícola
Pela importância do tema e pela riqueza da abordagem proporcionada pelos diferentes palestrantes do evento, acreditamos que seria de grande relevância colocarmos esse material a disposição de um público mais amplo. É com esse propósito que ora estamos trazendo ao conhecimento do público interessado os anais do referido evento.
O material aqui reunido, além do mérito de reunir as mais atuais informações sobre o assunto, acrescenta algo que julgamos fundamental para a questão ambiental que é o enfoque da interdisciplinariedade.
Os organizadores
TRATAMENTO DE
DEJETOS SUÍNOS
TECNOLOGIAS AMBIENTAIS PARA O DESENVOLVIMENTO
SUSTENTÁVEL DA SUINOCULTURA NO SUL DO BRASIL
Prof. Paulo Belli Filho
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Universidade Federal de Santa Catarina
Introdução
A suinocultura constitui-se na segunda principal atividade agrícola do Estado de Santa Catarina, gerando um valor bruto na produção agrícola de aproximadamente 15% do total estadual (R$ 2,6 bilhões), envolvendo praticamente 75 mil pessoas. Atualmente, a suinocultura é desenvolvida em 28 mil propriedades agrícolas. Entre as propriedades produtoras de suínos, nós temos basicamente 3 níveis de produtores: pequenos (24.150), médios (3.500) e grandes (350). A maioria das propriedades está vinculada às agroindústrias, através do sistema de integração. A produção de suínos está estimada em 3,7 milhões de animais e o abate anual é da ordem de 6,5 milhões de cabeças. Do total de propriedades existentes no Estado, aproximadamente 15% das mesmas adotam alguma forma de manejo dos dejetos, porém, mesmo entre essas, percebe-se que a grande parte não está de acordo com a legislação ambiental. Estima-se que essas propriedades produzem aproximadamente 10 milhões de metros cúbicos de dejetos/ano.
Diante desse importante setor e da grande preocupação com a poluição que ele proporciona, levando a sua baixa qualidade ambiental, existem estudos que se desenvolvem em parceria entre o Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e o Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. A nossa direção é a de gerar tecnologias e metodologias ambientais para o desenvolvimento sustentável da suinocultura no Sul do Brasil. Os estudos, entre outros, são :
Características dos dejetos e impacto ambiental
Os dejetos de suínos possuem algumas características que representam tanto um potencial poluidor quanto um potencial fertilizante, dependendo da maneira como o mesmo é manejado. Em média os dejetos de suínos possuem as seguintes características: DQO 50.000 mg/l; DBO 15.000 mg/l; Sólidos Totais (ST) 20.000 mg/l; microorganismos aeróbicos 108/g; aneróbicos 107/g e enterobactérias 6 X 105/g.
Atualmente, no Estado de Santa Catarina podemos encontrar três níveis de poluição: das águas, do solo e do ar. A poluição das águas é decorrência da presença dos seguintes fatores: microbiana (coliformes e vírus); matéria orgânica que reduz o oxigênio dissolvido das águas; nitrogênio e fósforo, problema de eutrofização das águas e a contaminação por nitrato. Não se conhece a concentração de nitrato nas águas, porém existe uma forte possibilidade de sua presença nos mananciais de abastecimento das águas
No solo têm-se os problemas da presença de elementos primários, e no âmbito do ar ocorre a presença descontrolada de insetos e maus odores devido a emissão de
Soluções preventivas e corretivas avaliadas
Para se trabalhar com o controle da poluição ambiental na suinocultura deve-se implementar ações preventivas e corretivas. Ações de prevenção são aquelas que interferem no sistema de produção animal e consequentemente na produção dos dejetos, e as ações de correção dizem respeito às medidas desenvolvidas após a produção dos dejetos.
A prevenção busca evitar que ocorra a emissão da poluição, controlando o desperdício de água. O Sistema Intensivo de Suínos Criados ao Ar Livre (SISCAL), quando bem manejado pode ser entendido como uma forma de prevenir a poluição.
As medidas adotadas para prevenir ou corrigir a poluição passam por uma série de análises. No que se refere a concepção das instalações deve-se, obrigatoriamente, considerar a produção dos dejetos, volume de dejetos, o modo de manejo e destino do dejeto, disponibilidade de terra para fins da produção agrícola etc. Um princípio básico que sempre deve ser considerado é o da valorização dos dejetos. Isso implica num processo de análise e de tomada de decisão, onde devemos considerar os aspectos ambientais, no caso a legislação Estadual e as recomendações do Conselho Nacional do Meio Ambiente, os aspectos econômicos do produtor e a localização da propriedade.
Entre as ações preventivas, no âmbito de pesquisas que estão sendo conduzidas no país, procura-se uma gestão nas instalações, visando reduzir o consumo de água. Esse, talvez seja o primeiro passo com o objetivo de proporcionar dejetos mais concentrados. Os dejetos com essas características se tornam manejáveis mais facilmente. Além disso, as estações de tratamento serão menores.
Começa a ganhar atenção os estudos sobre a influência da alimentação na qualidade e quantidade dos dejetos. Informações de pesquisas que compararam um regime alimentar especialmente formulado versus a alimentação clássica dos suínos, indicaram que pode-se reduzir 30% da sua DBO, 40% do teor de sólidos e 30% de nutrientes.
As experiências com o emprego de camas biológicas para criação dos leitões têm apresentado resultados interessantes e positivos, na qual procura-se trabalhar com diversos tipos de materiais e com os subprodutos dos leitos dos animais, através de sua compostagem.
Outra alternativa, no âmbito do sistema de produção seria a separação de fases no interior das instalações, que está a nível de proposta de pesquisa. Em resumo, busca-se formas que reduzam ao máximo possível o produção de dejetos.
O SISCAL, como mencionado anteriormente, quando bem manejado, se constitui numa forma de prevenção da poluição. Outros cuidados adicionais dizem respeito a maneira de como o produtor cuida de suas instalações.
No âmbito de ações corretivas, objetiva-se reduzir a DBO, a DQO, os sólidos em suspensão, nitrogênio, fósforo e atender aos requisitos de qualidade sanitária e ambiental do meio. Existem diferentes formas que podem ser adotadas, porém, hoje, a UFSC e a Embrapa, possuem experiências e resultados de estudos com metodologias que se adaptam perfeitamente a realidade do Sul do Brasil. Os estudos, entre outros, são:
- avaliação de peneiras; - decantadores;
- esterqueira e bioesterqueira para armazenamento dos dejetos;
- lagoas naturais (lagoas anaeróbias, lagoas facultativas, lagoas de alta taxas); - camas biológicas para criação de suínos;
- capacidade de autodepuração dos dejetos no solo; - avaliação ambiental do SISCAL;
- influência da alimentação animal na qualidade dos dejetos; e - gestão ambiental das propriedades produtoras de suínos
Esse perfil de pesquisas são em função das situações predominantes em propriedades existentes no Estado de Santa Catarina, prevalecendo, em sua maioria, pequenas produções de animais.
Perspectivas de pesquisas entre UFSC/Embrapa
Em função da realidade existente em Santa Catarina e das experiências existentes a nível mundial, montou-se um programa de pesquisas interinstitucional (UFSC/Embrapa), com objetivo de desenvolver e disseminar metodologias e tecnologias preventivas e corretivas da poluição decorrente da suinocultura. Pretende-se capacitar os profissionais de órgãos públicos e privados ligados ao Pretende-setor sobre a questão do saneamento ambiental rural.
A nível de contribuição, o que podemos sugerir nesse fórum de discussão, está relacionado ao desenvolvimento de pesquisas em gestão ambiental com a suinocultura e criação de um fundo financeiro de apoio especial para o controle da poluição da suinocultura.
Com essas atividades pretende-se obter o desenvolvimento de um modelo de gestão ambiental dos resíduos apoiado em pesquisa, onde destacam-se os seguintes temas: estudos dos impactos ambientais da suinocultura; manejo ambiental dos resíduos da suinocultura; valorização dos dejetos; conforto ambiental; definição de um sistema de apoio a decisão, apoiado em modelos matemáticos; e desenvolvimento de softwares.
Além disso, é necessário a implementação de um programa de educação ambiental nas áreas de suinocultura, bem como, ao mesmo tempo, subsidiar um programa continuado de fiscalização e assistência que atue junto aos órgãos ambientais e prefeituras municipais, na definição das formas mais corretas do manejo ambiental dos dejetos.
PROJETOS DE TRATAMENTO PARA DEJETOS DE SUÍNOS
Ricardo Hernandes
Engº Agrícola, Prof. do Centro de Educação e Tecnológico do Paraná, CEFET
Introdução
Gostaria de iniciar fazendo um breve histórico do trabalho desenvolvido no Paraná, principalmente Sudoeste do Paraná, onde estão localizados os municípios de Francisco Beltrão e Pato Branco. Nessa região existe uma grande quantidade de produtores rurais que se dedicam a atividade suinícola. Alguns desses produtores, a maioria deles possuindo 2.000 suínos, em média, procuraram o Centro Federal de Educação Tecnológica, para buscar formas mais eficientes de manejo dos dejetos, tendo em vista que as esterqueiras que eles possuíam tinham sido subdimensionadas e estavam transbordando, consequentemente, carreando os dejetos para os cursos d’água. Normalmente, os produtores além desse problema têm dificuldades, também, para retirar todo o esterco das esterqueiras, mesmo porque existem épocas do ano que o solo fica totalmente coberto, inviabilizando a aplicação do esterco sobre o solo.
Nossa primeira medida foi a de buscar subsídios junto ao Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves, da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária e do Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) para se determinar quais os tipos de sistemas de tratamento mais adequados para esses produtores. Após esta etapa inicial, entramos em contato com os órgãos ambientais do Estado, visando discutir maiores detalhes sobre as exigências legais requerida para que os produtores se adequassem a legislação existente, já que continuar contaminando o corpo receptor não é mais admissível.
Dificuldades
Nessa fase preliminar de nosso estudo temos encontrado uma série de dificuldades para elaborarmos nosso projeto, haja vista que não existem estudos mais conclusivos nessa área, tal como já existe, por exemplo, para o tratamento do esgoto urbano. Isso não acontece com os dejetos de suínos, apesar dos mesmos serem principalmente matéria orgânica.
Além disso não conhecemos com certeza, apesar de já termos resultados preliminares, qual a eficiência de determinados sistemas, como é o caso das lagoas de tratamento. Existe muita variação quanto a eficiência das mesmas. Os nossos estudos não permitiram que chegássemos a uma conclusão mais definitiva, ainda não temos parâmetros para o dimensionamento do tamanho ideal das lagoas.
Mesmo quando consultamos a bibliografia existente em relação ao tratamento de dejetos de suínos em outros países (como é o caso da França, Canadá, Estados Unidos, Chile), que possuem condições climáticas e até mesmo alimentares diversas da brasileira, percebemos que os parâmetros são bastante amplos. Por exemplo, para lagoas facultativas aparecem valores de taxas de aplicação de 100 até 300 quilos de DBO5 por hectare, isso é uma faixa muito grande de variação, além disso não
informam a temperatura e demais condições relacionadas às características do efluente. A mesma coisa também acontece para a lagoa anaeróbia.
Temos procurado propor para os produtores rurais algo mais simples, até que possamos contar com parâmetros mais ajustados, uma vez que os atualmente disponíveis são muito amplos. O Instituto Ambiental do Paraná também está iniciando estudos sobre o que fazer com os dejetos.
Também temos nos interrogado em relação ao uso dos equipamentos. O objetivo central de todo tratamento é reduzir a quantidade de sólidos, assim, sistemas mais sofisticados, como as lagoa aeradas, apesar de interessantes, nas atuais condições do nosso produtor, são impensáveis pois eles não tem condições de investir num aerador que custa em torno de R$10.mil reais, além disso é necessário mais de um porque a carga orgânica dos dejetos de suínos é bastante elevada.
Alternativas
Temos percebido que a bioesterqueira tem apresentado um bom comportamento, permitindo uma boa redução da matéria orgânica. Por sua vez, quando comparamos a taxa de degradação da bioesterqueira em relação às lagoas anaeróbias, verificamos que ela tem uma eficiência maior que estas. Assim, seria importante desenvolver um estudo visando melhorar a sua eficiência, principalmente no que diz respeito a aerodinâmica do sistema.
No entanto quando elaboramos um projeto de tratamento dos dejetos, que precisa ser aceito pelo órgão ambiental, torna-se necessário usar parâmetros que permitam uma boa margem de segurança, assim precisamos utilizar taxas de aplicação muito elevadas, conseqüentemente as lagoas começam a ficar com tamanhos exagerados. Só para exemplificar, acompanhamos a implantação de um projeto de 3.000 suínos em ciclo completo, que seguia as recomendações técnicas da Embrapa, que previa uma vazão de dejetos da ordem de 25 metros cúbicos por dia. No entanto, foram instalados vertedouros na propriedade e verificamos uma vazão média diária de 65 metros cúbicos, conseqüentemente todo o sistema necessitou ser ampliado resultando numa lagoa facultativa com 133 metros de comprimento por 67 metros largura. Como o projeto foi instalado num pequeno município da região de Francisco Beltrão tivemos até dificuldades para encontrar uma máquina com capacidade adequada para fazer tal serviço.
Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA)
Durante encontro técnico que participamos em Campinas-SP, conhecemos o reator anaeróbio de fluxo ascendente que permite tratar com eficiência efluentes com taxas de sólidos totais muito elevada, tais como os dos suínos. Nesse sentido estamos propondo que o CEFET, Pato Branco, passe a estudar o comportamento do referido reator anaeróbico de fluxo ascendente (RAFA).
O MANEJO DE DEJETOS E CONTROLE DE INSETOS
Doralice Pedroso de Paiva
Méd. Vet., Dra Parasitologia e Entomologia
Pesquisadora da Embrapa Suínos e Aves
Introdução
Vamos apresentar as ações de pesquisa desenvolvidas pela área de manejo de dejetos da Embrapa Suínos e Aves relacionadas a insetos. Dentro dessa área foi realizado, no período compreendido entre abril de 1991 e abril de 1992, um levantamento de campo relacionando o manejo dos dejetos e o controle de moscas no município de Concórdia- SC.
Caracterização do manejo de dejetos no município de Concórdia
Em síntese esse trabalho buscava identificar as formas de manejo que estavam causando a produção de moscas em quantidades não desejáveis, bem como identificar as espécies de moscas que se criam nesse substrato. Essa pesquisa revelou, dentro dos diferentes tipos de manejo adotados nas 201 propriedades estudadas, que a grande maioria das mesmas usava a esterqueira como forma de armazenamento dos dejetos. Também foi constatada a utilização de bioesterqueiras, biodigestores e lagoas (veja Tabela 1).
TABELA 1 - Propriedades suinícolas, que adotavam sistemas de tratamento de dejetos, em Concórdia, SC, entre abril de 1991 e abril de 1992.
Tipo de Tratamento Nº de Propriedades %
Lagoa 2 1,3
Biodigestor 3 1,9
Bioesterqueira 6 3,8
Esterqueira 148 93,0
SOMATÓRIO 159 100,0
* 48 propriedades não faziam nenhum tratamento dos dejetos.
** Algumas propriedades adotavam mais de um sistema de tratamento.
Em relação ao manejo de dejetos verificamos que essa prática é algo recente, tanto que a maioria das propriedades analisadas adotavam a mesma há menos de dois anos (Tabela 2).
TABELA 2 - Tempo de construção dos sistemas de tratamento de dejetos de suínos das propriedades visitadas, entre abril de 1991 e abril de 1992, em Concórdia/SC. Tempo (Anos) Lagoa Nº % Biodigestor Nº % Bioesterq. Nº % Esterqueira Nº % 1,0 - 2,0 1 0,5 3 1,5 6 3,0 32 16,0 2,5 - 5,0 - - - - - - 53 26,3 6,0 - 10,0 - - - - - - 38 18,9 > 10,0 1 0,5 1 0,5 - - 12 6,0
O que se verificou na pesquisa a campo, em relação a produção excessiva de moscas, foi que essa é conseqüência do manejo incorreto dos dejetos, ou seja, esterco amontoado nas calhas. Isso ocorre porque o produtor desconhece como a mosca se cria. O simples ato de deixar o esterco amontoado na calha constitui-se numa importante fonte de produção de moscas. Mesmo nas propriedades onde as instalações dos suínos já eram separadas em fases, ou seja, havia um prédio específico para maternidade, outro próprio para recria e terminação, o que se observava é que, a maioria, utilizava um manejo inadequado dos dejetos. Normalmente, o esterco era simplesmente raspado para calha e ali deixado amontoado. O material proveniente da cama das porcas, constituído normalmente de maravalha, costumava ser amontoado perto das instalações, servindo, assim, para criar uma enorme quantidade de moscas.
Apesar da pesquisa ter mostrado que a maior parte das propriedades visitadas possuíam alguma forma de manejo dos dejetos, procuramos saber, junto as 48 propriedades não adotantes, o porquê dessa situação. As respostas foram as mais diversas, embora a justificativa mais freqüente fosse a falta de recursos (Tabela 3). TABELA 3 - Causas da não adoção de formas de tratamento dos dejetos entre os
entrevistados nas propriedades suinícolas de Concórdia/SC, entre abril de 1991 e abril de 1992. Motivo Nº de Produtores % 1 - Falta de recursos 20 41,7 2 – Terreno impróprio 6 12,5
3 – Criação pequena (não compensa) 4 8,3
4 - Já teve (foi fechada) 4 8,3
5 - Vai fazer (Prefeitura não foi cavar) 3 6,3
6 - Vai ser atingido pela barragem 2 4,2
7 - Não acho necessário (criação grande, com mais de cem animais)
- 4,2
8 - Usa adubo de aviário (não interessa fazer) 2 4,2
9 – Motivos ignorados 2 4,2
10 - Tem mas não usa (não tem calha) 1 2,0
11 - Falta informação 1 2,0
12 - Aproveita o esterco “in natura” 1 2,0
Somatório 48 100,0
Espécies de moscas associadas ao esterco de suínos confinados
O desconhecimento do fato de que apenas 1(um) suíno, produzindo 2(dois) quilos de esterco por dia, representa um potencial para produzir até 2.000 moscas, já que cada larva de mosca necessita de apenas uma grama desse esterco para se criar, dificulta a adoção de medidas preventivas mais eficientes. Pois, se o produtor soubesse de que apenas um suíno é capaz de produzir dejetos suficientes para assegurar a proliferação de moscas, em quantidade suficiente para atormentar toda a
vizinhança, ela se preocuparia mais seriamente em tomar conta desse animal, mesmo que fosse o único.
Nesse mesmo trabalho, foi realizado um levantamento das espécies de moscas que estavam associadas com os dejetos de suínos. Para tanto era coletada uma amostra de esterco, por propriedade e, no laboratório, era colocada em frasco especial, permitindo o nascimento das moscas e a identificação das espécies de moscas predominantes. Além da utilização dessa técnica foram coletados, nas propriedades, insetos adultos que também foram identificados no laboratório. Os resultados obtidos demonstraram que a Musca domestica é a espécie predominante nos dejetos de suínos, tanto no que se refere ao material coletados à campo, quanto no material analisado no laboratório (veja Tabela 4).
TABELA 4 - Insetos coletados em propriedades suinícolas de Concórdia/SC, no período de abril de 1991 e abril de 1992.
Espécie/Gênero ou Família Coletados a campo Freq. % Emergidos no Laboratório Freq. % Musca domestica 3.849 18,1 33.099 45,0 Stomoxis calcitrans 49 0,2 606 0,8 Muscidae 607 2,8 2456 3,3 Sarcophagidae 18 0,1 397 0,5 Calliphoridae 86 0,4 831 1,1 Muscina stabulans 74 0,3 1.129 1,5 Ophira sp. 439 2,1 4.716 6,4 Stratiomydae 1 0,0 873 1,2 Syrphidae 40 0,2 3.394 4,6 Himennoptera 329 1,5 o 0,0 Outros insetos 15.835 74,3 26.085 35,4 Somatório 21.327 100,0 73.586 100,0
Entre os outros insetos constatou-se, principalmente, a presença dos Phorideos, pequenos insetos, que não apresentam maiores problemas, porque não permanecem o tempo todo dentro das residências, ou mesmo, das instalações de suínos. Esses insetos ficam confinados aos dejetos. As maiores preocupações dizem respeito a mosca doméstica e mosca do estábulo (Stomoxis calcitrans), pois são as mesmas que causam incômodos e transmissão de doenças e, no caso da mosca do estábulo, também, por se alimentar de sangue, picando continuamente os animais.
Avaliação de atratividade e do potencial de criação de moscas em dejetos
de suínos tratados em separador de fases
Numa segunda etapa de nosso trabalho, realizamos um estudo sobre o dejeto sólido resultante do processo de separação de fases. Constituindo-se num produto sem cheiro e com uma aparência até agradável aos olhos, muitas vezes o mesmo é trabalhado de uma forma displicente, sendo amontoado sem maiores cuidados. No entanto, quando esse material é deixado ao relento, acaba umedecendo novamente e, devido ao seu teor de proteínas, possibilitando a proliferação de moscas.
Nesse trabalho empregamos uma metodologia que consistia basicamente na avaliação da atratividade do material. Os resultados mostraram que, devido a diferenças existentes no teor da umidade do material (62% e 58%), ocorria uma diferença na atratividade e comportamento das moscas (Tabela 5).
TABELA 5 - Média de número de moscas pousadas nos substratos testados em teste de atratividade.
Substrato testado Média do No de Moscas Desvio Padrão
EP581 1,27a * 0,257
EP622 4,00a 0,735
EI3 28,60b 2,394
1Esterco peneirado com 58% de umidade (U); 2Esterco peneirado com U 62%; 3Esterco íntegro com U
70,8%; *Valores seguidos de letras distintas apresentam diferença significativa (0,01).
Comparando-se esses dois materiais, verificamos que o dejeto com maior teor de umidade possuia uma maior atratividade mas, mesmo assim, menor do que a do esterco integral (70% de umidade). Isso se justificaria pelo fato de que determinadas substâncias olfativas são carreadas juntamente com a fase líquida, ficando a fase sólida menos atrativa, mas mesmo assim, graças ao teor de proteínas, ainda com capacidade de criação de moscas.
Nesse mesmo estudo avaliamos, também, as espécies de moscas que mais freqüentavam e se desenvolviam sobre esse material. Durante o período frio predominou a mosca Stomoxis calcitrans, de modo semelhante ao que já tinha sido observado durante a etapa do experimento com o esterco integral misturado à maravalha. No período quente o predomínio era da mosca doméstica (Tabela 6).
TABELA 6 - Espécies e média do número absoluto de moscas emergidas na fração sólida dos dejetos de suínos, tratados em separador de fases, de acordo com as estações do ano.
Estação
Espécie Fria* Quente**
Musca domestica 0,0 269,6 Stomoxys calcitrans 189,3 1,5 Ophira sp 0,6 0,1 Outros 40,6 3,9 * Temp.17,88oC U = 62,32% ** Temp. 23,38 oC U = 65,53%
Concluiu-se desse trabalho que esse material não pode ser manejado com displicência. Ele deve ser encarado, ainda, como um resíduo que, se não for utilizado imediatamente na alimentação de animais (peixes, bovinos ou outra espécie), deve ser tratado como qualquer resíduo orgânico, ou seja, ser compostado, ou então, no mínimo, coberto com lona plástica para que não ocorra a postura das moscas.
Outras pesquisas
Além do trabalho com mosca, que podemos considerar um assunto já esgotado, também, temos nos dedicado ao estudo do problema ocasionado pelos borrachudos.
instalações, ou então, através de vazamentos das esterqueiras acabam sendo levados pela chuva para dentro dos cursos d’água, agregando, assim, mais matéria orgânica que serve como alimentação para as larvas de borrachudo. Dentro do Programa Estadual de Controle ao Borrachudo, um estudo que tem sido demandado diz respeito ao teor máximo de matéria orgânica existente na água que permita o emprego do controle biológico, ou artificial, através da aplicação do Baccilus thuringiensis (Bti). A pesquisa nessa área deve se preocupar em estimar o nível de matéria orgânica existente na água que permita o uso eficiente do Bti, caso contrário podemos estar simplesmente jogando fora esse produto que é caríssimo.
Outro aspecto em que estamos envolvidos diz respeito à difusão das tecnologias, para tanto estamos preparando, em conjunto com a Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural do Rio Grande do Sul (EMATER-RS), um vídeo sobre manejo dos dejetos e controle das moscas que será utilizado dentro de um programa do Estado do Rio Grande do Sul.
Conclusões
Desse trabalho, concluímos que o produtor, ainda possui poucas informações relacionadas ao manejo de dejetos e ao controle de moscas. Nesse sentido, acreditamos que caso o produtor conheça melhor a vida desses insetos, certamente tomará maiores cuidados para evitar a sua proliferação. Essa mudança de mentalidade é importante porque o produtor, atualmente, está priorizando as medidas paliativas, através do controle químico, em detrimento às medidas de manejo dos dejetos que são as que verdadeiramente atacam as causas do problema.
Concluímos, também, sobre a necessidade de linhas de crédito na área de saneamento ambiental que sejam compatíveis com a situação financeira dos produtores.
Em relação à presença de insetos associadas ao dejeto suíno, concluímos que a mosca doméstica é a espécie que mais se desenvolve e possui maior atração pelo esterco de suínos. Quanto ao número de insetos predadores, capturados a campo, foi muito pequeno. Como conseqüência não podemos contar com um controle biológico eficiente, aumentando, assim, a importância do controle mecânico. Por sua vez, a adoção do controle químico das moscas com o uso contínuo do mesmo princípio ativo, como encontramos na maioria das propriedades (54,5 % usa deltametrina), pode ocasionar, com o passar do tempo, aumento da resistência dos insetos a esse produto. Por isso, o combate às moscas deve ser desenvolvido dentro de uma visão de controle integrado, onde o manejo adequado dos dejetos deve ser o aspecto principal.
Outras recomendações
1. As canaletas das pocilgas devem ser permanentemente mantidas com uma camada de água, ou seja, a água de desperdício dos bebedouros e a própria urina devem cobrir o esterco, evitando assim, que as larvas de moscas se desenvolvam (as larvas não se desenvolvem na presença da água).
2. A construção das esterqueiras deve ser dimensionada de forma adequada ao tamanho da produção de suínos existentes na propriedade, não esquecendo-se de prever a possibilidade de ampliação da atividade. Muitas vezes o produtor amplia a escala de produção, mas não aumenta o tamanho da esterqueira.
3. Outra prática que deve ser abolida é o destino inadequado dos animais mortos, costumeiramente são jogadas no meio do mato servindo, assim, como substrato para a proliferação de moscas varejeiras. Esses devem ser enterrados ou colocados em fossa coberta.
4. O esterco com maravalha é um resíduo que deve ser mantido coberto com lona plástica, ou então, colocado em câmara de fermentação impedindo a criação das moscas e transformando-o em adubo.
RESULTADOS COMPARATIVOS COM ARMAZENAGEM DE
DEJETOS DE SUÍNOS EM ESTERQUEIRA E BIOESTERQUEIRA
Hugo A. Gosmann
Engo Agro., MSc em Engenharia Ambiental, Epagri-SC
Introdução
Em competitividade, a suinocultura catarinense é comparável a dos países europeus, tendo o maior nível de produtividade dos estados brasileiros (16% de desfrute). Em Santa Catarina, com um rebanho de 3,7 milhões de cabeças (80% criado em pequenas propriedades rurais), a suinocultura é a segunda principal atividade na formação do valor bruto da produção agrícola.
Apesar desse destaque, apenas parte dos dejetos produzidos pela suinocultura são manejados corretamente. Os sistemas de esterqueira e de bioesterqueira são os mais utilizados na armazenagem desses dejetos para posterior aproveitamento, especialmente na agricultura em forma de fertilizante. Mesmo assim, existem dúvidas, quanto as vantagens e as desvantagens de cada um desses sistemas.
Através do incentivo das cooperativas, das agroindústrias, da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina (EPAGRI-SC) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e de produtores rurais do Oeste Catarinense, foi realizado um trabalho no sentido de obter maiores informações sobre a utilização da bioesterqueira e da esterqueira convencional como sistemas de armazenagem de dejetos de suínos.
Material e métodos
O trabalho foi realizado em Florianópolis no Cetre - Centro de Treinamento da EPAGRI, sendo o experimento dividido em duas etapas. A primeira de julho a novembro de 1996 e a segunda de novembro de 1996 até março de 1997. Foi construída uma unidade constituída de uma bioesterqueira e de uma esterqueira. A bioesterqueira utilizada para os testes continha uma câmara de fermentação com dois compartimentos com capacidade de 1.80 m3 e de um depósito que é a continuação da
fermentação com 3.20 m3, totalizando 5 m3. O fluxo dos dejetos era conduzido no
sentido de entrar pelo fundo do primeiro compartimento, atingir o segundo compartimento após transpor a parede divisória de 70% da altura em relação às paredes. Do segundo compartimento eram conduzidos também por tubulação a partir do fundo descarregando no depósito anexo, pela borda superior deste. A esterqueira foi construída para um volume útil de 3 m3, com alimentação a parir da borda superior
da mesma. O tempo de retenção foi estimado com base no Manual de Dejetos da EPAGRI, ficando o dejeto retido na câmara de fermentação da bioesterqueira por um período de 45 dias (40 litros) e 120 dias para a esterqueira (25 litros).
O primeiro passo do experimento foi adicionar o inóculo (dejetos estocados do Cetre), na base de 10% do volume total de cada sistema. A alimentação foi feita a cada três dias na 1a etapa e diariamente na 2a etapa do experimento. Ao final da
primeira etapa foi esvaziado o depósito da bioesterqueira, deixando intacta a câmara de fermentação. Da esterqueira foi retirado 85%, deixando-se os 15% remanescentes
como inóculo para a continuidade do processo na 2a etapa. No local do experimento
foi medido o pH, a temperatura, o potencial de oxiredução e o volume de dejetos produzidos. No laboratório da CIDASC foram determinadas as seguintes variáveis: NTK; NH4; Sólidos Totais, Voláteis e Fixos (ST, SV e SF); DQO total e solúvel; DBO5
solúvel; P2O5 total e extraível; e K2O total e extraível.
Resultados e discussões
Temperatura: A temperatura ambiente lida entre 8:00 e 9:00 horas no local do experimento, apresentou uma média de 18,2C na 1 etapa e de 25,5C na 2a etapa.
Essa mesma temperatura também foi registrada no interior dos compartimentos de estocagem da esterqueira e da bioesterqueira. Isto significa que nas reações anaeróbias, como é o caso desses dois sistemas de armazenagem de dejetos, a temperatura interna é decorrente da temperatura do ambiente externo.
pH: O pH mais baixo foi observado nos dois compartimentos da câmara de fermentação da bioesterqueira (média pH 6,7 e 7,1, respectivamente na 1a e 2a etapa)
o que sugere a ocorrência da hidrólise e da acidogênese nesses compartimentos (BELLI F, 1995). O pH mais alto foi registrado na esterqueira e no depósito da bioesterqueira.
Sólidos Fixos (SF), Voláteis (SV) e Totais (ST): Conforme esperado, a concentração dos sólidos fixos (SF) dos dejetos dos dois sistemas se manteve estável durante o experimento e semelhante a dos dejetos frescos. Os sólidos totais (ST), conforme Figura 1, evoluiu em decorrência dos sólidos voláteis (SV). Ao final da 1a
etapa no depósito da bioesterqueira a eficiência na redução dos ST foi de 9,1% e a dos SV foi de 15,4%. Na esterqueira a redução foi dos ST foi de 30,4% e de SV de 42,5. A menor eficiência da bioesterqueira na 1a etapa pode ser atribuída a maior
dificuldade de aclimatação e ao fluxo hidráulico, a qual foi submetida e que também provocou fuga de sólidos ocorrida da câmara de fermentação em direção ao depósito, na bioesterqueira. Com temperaturas mais elevadas e com maior estabilidade de funcionamento na 2a etapa do experimento a eficiência na redução dos ST e dos SV
foi maior em relação a 1a etapa, não apresentando diferença entre a esterqueira e a
bioesterqueira, conforme pode ser verificado na Tabela 1.
Dej.fres =dejetos frescos; ccf1/ccf2 =compartimentos câmara fermentação (1o-2o); Dep.Bio =depósito bioesterqueira, Esterq. –
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 12 28 47 77 98 119 126 154 175 196 212 Tempo (dias) S ól idos t ot a is ( g/ kg Dej fres ccf1 ccf2 Dep.bio. Esterq. 1a etapa 2a etapa
FIGURA 1 - Sólidos totais nos dejetos frescos de suínos e no interior dos compartimentos da bioesterqueira e da esterqueira.
TABELA 1 - Resultado dos dejetos armazenados.
1 etapa 2 etapa PARÂMETRO (g/kg) Dejetos frescos Último dia dep.bioesterqueira % red. Último dia Esterqueira % red. Dejetos frescos Último dia dep.bioesterqueira % red. Último dia esterqueira % red. St 32,9 29,9 9,1 22,9 30,4 32,6 15,6 52,1 14,5 55,5 SV 25,4 21,5 15,4 14,6 42,5 25,4 9,0 65,8 8,0 69,6 DQO Total 43,1 36,3 15,8 23,3 45,9 44,7 13,4 70,0 13,4 70,0 NTK 3,2 3,3 - 2,9 - 3,0 2,3 - 2,4 - NH4 1,9 2,5 - 2,3 - 1,7 1,9 - 1,8 - P2O5 Total 2,2 2,5 - 2,4 - 2,2 1,1 - 1,6 - K2O Total 2,0 2,3 - 2,5 - 1,5 1,8 - 1,7 -
DQO: A eficiência na redução da DQO, em termos percentuais, foi semelhante àquela registrada com os SV. Conforme Tabela 1, ao final da 2a etapa do experimento a
eficiência foi da ordem de 70%, tanto na bioesterqueira quanto na esterqueira. NTK, NH4+, P
2O5 e K2O: A concentração de NTK (Figura 2), NH4+, P2O5 e K2O,
indicativos do poder fertilizante para agricultura, no interior dos diferentes compartimentos dos sistemas foi semelhante à sua concentração nos dejetos frescos. A diferença ficou por conta do NH4+, cuja concentração foi de 58% nos dejetos
frescos e 78% nos dejetos do interior dos compartimentos em relação ao NTK, mostrando ao longo da estocagem, a transformação do nitrogênio orgânico em nitrogênio diretamente disponível para as plantas, sob forma de NH4+.
Os resultados obtidos (Tabela 1), mostram que durante a estocagem, tanto na bioesterqueira quanto na esterqueira, é mantido o poder fertilizante. Esta informação é importante para o lançamento desses dejetos ao solo e no aproveitamento para agricultura.
Dej.fres =dejetos frescos; ccf1/ccf2 =compartimentos câmara fermentação (1o-2o); Dep.Bio =depósito bioesterqueira, Esterq. -
esterqueira
FIGURA 2 - NTK nos dejetos frescos de suínos e no interior dos compartimentos da bioesterqueira e da esterqueira. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 0 12 28 47 77 98 119 126 154 175 196 212 Tempo (dias) N TK ( g/ kg) Dej fres ccf1 ccf2 Dep.Bio. Esterq. 2a etapa 1a etapa
Custos: Considerando a semelhança desses dois sistemas, em termos de eficiência na redução da matéria orgânica e na manutenção do poder fertilizante, a diferença fica por conta do custo. A esterqueira tem a vantagem de apresentar um custo de construção 20% menor em relação ao da bioesterqueira, para um mesmo tempo de armazenamento. No dimensionamento da esterqueira deve-se, no entanto, prever 10% a mais do volume, para manter biomassa remanescente quando do esvaziamento da esterqueira, como inóculo para a continuidade do processo. Nesse caso, para o período mínimo recomendado de 120 dias, deve-se fazer o dimensionamento para 132 dias.
Conclusões
Os resultados, caracterizam a bioesterqueira e a esterqueira como formas de armazenamento e não de tratamento de dejetos de suínos. Observou-se que a eliminação da fração orgânica (DQO, ST e SV) para esterqueira e bioesterqueira são semelhantes, sendo preservado o valor fertilizante (N, P e K) para a agricultura. Desta forma, a condição experimental mostra ao produtor que é mais interessante o uso da esterqueira porque possui um custo de implantação 20% menor em relação a bioesterqueira. Recomenda-se uma validação de campo para a confirmação dos resultados.
Referências Bibliográficas
BELLI F, P. Stockage et odeurs des dejetions animales-Cas du lisier de porc, thèse de Doctorat de l’Université de Rennes I. France. 1995.
CHRISTMANN, A. Sistemas de manejo e utilização dos estercos de suínos nas pequenas propriedades rurais. ACARESC. abr. 1988. (Manual não publicado). EPAGRI. Aspectos práticos do manejo de dejetos de suínos. Florianópolis:
USO DE DECANTADORES, REATORES E LAGOA DE ALTA
TAXA NO TRATAMENTO DOS DEJETOS DE SUÍNOS
Fábio Manhães
Mestre em Engenharia Ambiental UFSC Assistente de Pesquisa da Embrapa Suínos e Aves
Entendendo que em muitos casos, a produção de dejetos suínos excede a sua capacidade de absorção dentro da propriedade, ou seja, a relação entre o volume produzido e a área agricultável, determina um excedente de resíduo, que vem implicar em impactos ambientais principalmente se considerarmos a infiltração de matéria orgânica para o lençol freático.
Com isto desenvolveu-se estudos em conjunto entre a Embrapa Suínos e Aves e a Universidade Federal de Santa Catarina com o objetivo de buscar soluções para minimizar tais impactos. As pesquisas foram direcionadas no sentido de avaliar a eficiência de sistemas que promovam a separação de sólidos, assim como lagoas de estabilização capazes de reduzir a carga orgânica a níveis compatíveis para o lançamento em cursos d’água.
A intenção aqui é avaliar a eficiência e a capacidade de remoção da carga carbonácea e de nutrientes ao longo de processo a nível de tratamento preliminar, primário, secundário e terceário.
O melhor resultado de tratamento preliminar (separação de fases) foi obtido através do decantador de fluxo ascendente modelo Willer Weltets 1977, pois apresentou elevada capacidade de retenção de sólidos (cerca de 40%), que quando operado em fluxo contínuo, alimenta a esterqueira somente com o lodo e o sobrenadante com baixo teor de matéria seca foi destinado ao sistema de lagoas de estabilização em série, composto de duas lagoas anaeróbias (sistema primário), uma facultativa (sistema secundário), e uma de filtração contendo aguapés, para a remoção de nutrientes (sistema terceário).
Visando mecanismos capazes de remover nutrientes, principalmente o nitrogênio (sistema terceário). Desenvolveu-se um estudo específico com a Lagoa de Alta Taxa de Degradação, que foi objeto da minha tese de mestrado.
Esta lagoa mantém através de um sistema de rotação, a massa líquida girando em fluxo de carrossel, com o objetivo de manter a biomassa fitoplantônica em suspensão, e com isto consegue-se uma acentuada taxa de oxidação. O resultado é a alcalinização da massa líquida e conseqüente volatização do nitrogênio na forma de amônia (NH3). O efluente dessa lagoa, rico em algas, foi direcionado para uma açude
em escala piloto para ser filtrado através de carpas herviboras.
O decantador de fluxo ascendente é composto por um conjunto de palhetas, com finalidade de retenção dos sólidos. Inicialmente o efluente entra numa primeira caixa de sedimentação e é impulsionado em fluxo ascendente onde encontra palhetas retendo os sólidos. A eficiência do decantador foi avaliada variando-se a vazão de entrada. A melhor eficiência para um decantador de 1,2 m de largura pôr 3,6 m de comprimento foi de 20 litros por minuto, e percebeu-se que quanto maior a carga de entrada, melhor vai ser a remoção.
Para melhorar a capacidade das reações anaeróbias dentro das lagoas, introduziu-se uma série de chincanes de acordo com o preconizado pelo McCarty 1968, que
fazem com que o resíduo siga um fluxo ascendente e descendente. A intenção é fazer com que o resíduo entre em contato com o lodo sedimentado rico em massa bacteriana, e dessa forma obtém-se uma espécie de bio-filme. Os trabalhos com este reator foram desenvolvidos em janeiro de 1996, obedecendo um tempo de retenção hidráulico de 35 dias, cujos resultados revelam uma eficiência de remoção na ordem de 84% para a DQO, 40% para o fósforo e 54,6% para o nitrogênio.
Em seqüência, o efluente desse reator foi direcionado para a lagoa de alta taxa de degradação, de forma elipsóide composta por um conjunto de pás, com a finalidade apenas de manter a biomassa fitoplantônica em suspensão. O trabalho foi realizado em regime de batelada obedecendo um tempo de permanência no reator de 30 dias. Ao longo desses 30 dias foram feitas analises diárias, cujos trabalhos envolveram dois estudos: o primeiro direcionado para a avaliação na época quente e o segundo numa época fria.
Os resultados revelaram que lagoa de alta taxa de degradação opera melhor no verão do que no inverno, onde foram avaliadas 15 variáveis, mostrando principalmente elevada capacidade de remoção do carbono em ambas as épocas 70% no inverno e 96 % no verão.
Para nitrogênio observou-se elevada remoção no verão (98%), caindo para 60% no inverno, explicado pela menor intensidade fotossintética característica dessa época do ano.
Como conclusão cabe mencionar que dentro dessa situação complexa relacionada ao dejetos suínos, devemos procurar avançar em estudos que busquem alternativas que compatibilizem formas de tratamento e aproveitamento dos dejetos e que sejam economicamente viáveis a realidade do nosso produtor.
OTIMIZAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO: DECANTADOR
DE PALHETAS E LAGOAS ANAERÓBIAS, FACULTATIVA E DE
AGUAPÉS DE DEJETOS SUÍNOS
Rejane Helena Ribeiro da Costa1, Waldir Medri2 e Carlos Cláudio Perdomo3
1 Professora do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade
Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil;
2 Professor da Universidade Estadual de Londrina, doutorando do Programa de
Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFSC;
3 Pesquisador da Embrapa Suínos e Aves, Concórdia, SC.
Resumo
Os sistemas de tratamento de dejetos suínos se revestem de grande importância sanitária, tendo em vista o intenso crescimento da atividade suinícola, principalmente na região Oeste Catarinense. O presente trabalho mostra os resultados obtidos com um sistema de tratamento de dejetos suínos composto por decantador de palhetas e quatro lagoas de estabilização, em escala real, dispostas em série: duas anaeróbias, uma facultativa e uma de aguapés, em funcionamento há um ano. Os parâmetros fundamentais para dimensionamento de lagoas funcionando dentro de concepções econômicas são: DBO e NT. O primeiro é removido basicamente no tratamento anaeróbio, enquanto que o segundo com maior intensidade nas lagoas facultativas e de aguapés. Este tratamento terciário, no caso, lagoas de aguapés é de suma importância para os dejetos suínos, por apresentar um bom desempenho na remoção de nutrientes, uma vez que o efluente da lagoa facultativa ainda contém altos teores dos mesmos.
Introdução
Santa Catarina com um rebanho de aproximadamente 3,7 milhões de suínos, segundo o Instituto Catarinense de Economia e Planejamento Agrícola de Santa Catarina (INSTITUTO CEPA/SC) (1995), apresenta um quadro de saneamento básico bastante crítico, principalmente na região Oeste, onde concentra-se a maior atividade de criação de suínos do Brasil. Dos dejetos produzidos, cerca de 85 a 90% de todo volume não sofre qualquer tipo de tratamento ou de aproveitamento (Oliveira et al, 1993), lançando diariamente em torno de 22.000 m3 de carga orgânica biodegradável
no meio ambiente. Pois de acordo Andreadakis (1992), suínos nas fases de crescimento e terminação (25 a 100 kg) produzem volume de dejetos, em média, de 7 litros/suíno/dia.
Assim com os elevados volumes de dejetos produzidos nas instalações suinícolas, tanto os médios quanto os grandes produtores têm excedentes de resíduos orgânicos que precisam ser tratados eficientemente para eliminar, ou pelo menos, minimizar os problemas de degradação ambiental causados pela atividade da suinocultura.
Estudos recentes realizados por Costa et al (1995) e Medri et al (1996) indicam que o tratamento de dejetos suínos com elevadas concentrações podem ser efetuado através de lagoas de estabilização, por apresentar um excelente desempenho quanto à remoção da matéria orgânica, dos sólidos, dos nutrientes e de coliformes fecais.
O presente trabalho mostra os resultados obtidos com um sistema de tratamento de dejetos suínos, em escala real; com o objetivo da obtenção dos parâmetros reais de funcionamento, aplicados no tratamento desses dejetos. Além disso, apresenta modelos de custos englobando o custo da terra ocupada, o custo de construção e o custo de manutenção, para modelagem e otimização do sistema.
Materiais e Métodos
Para a realização da pesquisa foram instalados um equalizador, um decantador de palhetas (DP), duas lagoas anaeróbias (LA1) e (LA2), uma facultativa (LF) e uma de aguapés (LAG), como mostra a Figura 1, nas dependências do Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves - CNPSA, da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA, em Concórdia/SC, Brasil.
Equalizador Decantador Lag. Anaeróbia 1 Lagoa Anaeróbia 2
Lagoa de Aguapé Lagoa Facultativa
FIGURA 1 - Sistema experimental de tratamento de dejetos suínos
As características físicas e operacionais das lagoas em estudo são apresentadas na Tabela 1.
TABELA 1 - Características físicas e operacionais das lagoas.
Parâmetros LA1 LA2 LF LAG
Superfície máxima (m2) 83,62 83,62 105,60 100,00
Superfície mínima (m2) 44,50 44,50 67,60 46,00
Profundidade (m) 1,70 2,20 0,85 0,80 Volume (m3) 106,40 137,70 73,00 58,00
Vazão (m3/d) 3,00 3,00 3,00 3,00
O sistema de tratamento, com fluxo contínuo, é alimentado diariamente. Os dejetos são misturados no equalizador e conduzidos ao sistema de tratamento por gravidade, passando antes pelo decantador através do acionamento de uma bomba. O sistema de tratamento é monitorado através de amostras, coletadas semanalmente nos afluentes e efluentes do decantador e de cada lagoa e ao longo das lagoas, menos para a DQO, que é feita duas vezes por semana. De cada amostra são determinados os seguintes parâmetros: pH, Sólidos Totais (ST), Sólidos Fixos (SF), Sólidos Voláteis (SV) Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Nitrogênio Total (NT), Fósforo Total (PT), Coliformes Fecais (CF) e Temperatura, conforme “Standart Methods” (APHA, AWWA, WEF,1992).
Resultados e Discussões
Os valores médios obtidos para os parâmetros analisados no decantador e nas lagoas em regime permanente de funcionamento, são mostrados nas Tabelas 2, 3, 4, 5 e 6. As médias para as amostras coletadas ao longo das lagoas caracterizam o efluente de cada uma delas, já que os resultados foram similares, aproximando-se de um sistema de Mistura Completa.
TABELA 2 - Valores médios obtidos para o DP com 13 meses de funcionamento
Amostras pH ST mg/l SF mg/l SV mg/l DQO mg/l DBO5 mg/l NT mg/l PT CF mg/l NMP/100 ml Afluente 7,0 16.668 6.489 10.179 21.767 10.417 2.164 610 5,7x109 Efl. Médio 7,0 10.000 4.032 5.968 15.069 7.808 1.812 379 3,8x109 Efic.Rem. (%) - 40 38 41 31 25 16 38 33
TABELA 3 - Valores médios obtidos para a LA1 com 13 meses de funcionamento
Amostras pH ST mg/l SF mg/l SV mg/l DQO mg/l DBO5 mg/l NT mg/l PT CF mg/l NMP/100 ml Afluente 7,0 10.000 4.032 5.968 15.069 7.808 1.812 279 4,4x109 Efl. Médio 7,5 4.840 2.580 2.260 3.183 1.672 1.398 123 2,5x107 Efic.Rem. (%) - 52 36 62 79 79 23 56 99
TABELA 4 - Valores médios obtidos para a LA2 com 11,5 meses de funcionamento
Amostras pH ST mg/l SF mg/l SV mg/l DQO mg/l DBO5 mg/l NT mg/l PT CF mg/l NMP/100 ml Afluente 7,5 4.484 2.425 2.059 3.084 1.865 1.324 111 2,5x107 Efl. Médio 7,8 3.456 2.124 1.332 1.524 794 1.024 67 2,1x105 Efic.Rem. (%) - 23 12 35 51 57 21 40 99
TABELA 5 - Valores médios obtidos para a LF com 10,5 meses de funcionamento
Amostras pH ST mg/l SF mg/l SV mg/l DQO mg/l DBO5 mg/l NT mg/l PT CF mg/l NMP/100
ml
Afluente 7,8 3.473 2.079 1.394 1.491 824 998 65 2,1x105
Efl. Médio 7,9 3.059 1.263 796 803 437 413 42 1,4x104
Efic.Rem. (%) - 41 39 43 46 47 59 35 93
TABELA 6 - Valores médios obtidos para a LAG com 4 meses de funcionamento
Amostras pH ST mg/l SF mg/l SV mg/l DQO mg/l DBO5 mg/l NT mg/l PT CF mg/l NMP/100 ml Afluente 7,8 2.244 1.345 899 831 428 362 48 1,3x104 Efl. Médio 7,8 1.332 734 598 370 209 180 26 2,7x103 Efic.Rem. (%) - 41 45 33 55 51 50 46 79
A eficiência de remoção do sistema de lagoas: LA1, LA2, LF e LAG é da ordem de 87% de ST; 91% de SV; 97% de DQO e DBO5; 87% de NT e 93% de PT.
Contudo, a eficiência da poluição carbonácea (DQO e DBO5) é feita principalmente na
lagoa LA1, como mostra a Figura 2, para um tempo de detenção de 35 dias.
DQO DBO 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 E F IC R E M ( % ) DQO DBO
Fig. 2 - Remoção da DQO e DBO em cada lagoa e no total do sistema LA1 LA2 LF LAG TOTAL
Observa-se uma remoção de 79% na lagoa LA1 da matéria carbonácea. A lagoa LA2, que recebe efluentes da lagoa LA1, possui um tempo de detenção maior (46 dias), no entanto, houve um decréscimo quanto à eficiência de remoção desse parâmetro. Isso é explicado pelo fato da matéria carbonácea remanescente ser mais resistente à biodegradação. A remoção do PT foi mais acentuada na lagoa LA1, enquanto que o NT foi removido principalmente nas lagoas LF e LAG. A Figura 3 mostra esse comportamento.
PT NT 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 E F IC R E M ( % ) PT NT
Fig. 3 - Remoção do PT e NT em cada lagoa e
LA1 LA2 LF LAG TOTAL
A remoção do PT (93%) e do NT (87%) ao longo do sistema de lagoas. Porém, nota-se que o PT teve maior redução na lagoa LA1 (67%), para um tempo de 35 dias, enquanto que para NT a maior eficiência de remoção ocorreu na lagoa LF (59%), para um tempo de 24 dias.
Otimização do sistema
Existem diversas maneiras para otimizar sistemas de lagoas de estabilização sob diferentes condições (Meisheng et al, 1992; Kezhao, 1994). Contudo, a otimização desses sistemas significa minimizar o custo total, tais como: custo da área de terra ocupada, custo de construção e custo de manutenção, e obter uma adequada eficiência em termos de matéria orgânica, de coliformes fecais e de nutrientes.
A otimização aqui é a remoção da carga orgânica (DBO) em quatro lagoas a fim de obter o sistema de lagoas mais econômico e com o efluente final desejado. A função objetivo na otimização do sistema de lagoas de estabilização será o custo total, e as condições de restrições é a qualidade do efluente final desejada. O custo total inclui custo da terra, custo de construção e custo de manutenção. Para tanto há necessidade da obtenção de uma estrutura de custos, tal que:
CT = Ct + Cc + Cm (1)
na qual, o custo total (CT) de um sistema de lagoas é caracterizado pelos modelos de
custo da área de terra ocupada (Ct), de custo de construção (Cc) e de custo de
manutenção (Cm).
O investimento inicial engloba os seguintes custos: a) aquisição ou desapropriação da área de terra ocupada pelo sistema de lagoas e acréscimo de 150% para circulação de pessoas e/ou veículos para manutenção; b) construção das lagoas incluindo, limpeza do terreno, escavação mecânica e transporte de terra excedente e compactação.
O valor do terreno na região Oeste Catarinense é de R$ 3.000,00/ha, segundo o INSTITUTO CEPA/SC (Fev/1996). Os custos como: limpeza do terreno (R$ 0,33/m2),
escavação e transporte de terra excedente (R$ 1,20/m3) e compactação (R$ 0,66/m3),
foram obtidos com Empreiteiras de Construção de Obras. (obs. 1 R$ = 1 US$).
Os custos estimados para manutenção do sistema de lagoas serão contabilizados na data presente do investimento, os quais resultam de uma série de custos mensais, ao longo do horizonte de planejamento.
Eficiência da lagoa
Os resultados médios obtidos ao longo das lagoas, da unidade experimental do CNPSA, mostraram-se quase idênticos, como já mencionados, evidenciando um sistema próximo ao de mistura completa. Assim, considerando-se os afluentes e efluentes em termos de DBO de cada lagoa, bem como o tempo de detenção das mesmas, as seguintes eficiências podem ser encontradas:
Ei = (1 + i /ti)-1 (2)
onde: Ei é a eficiência de remoção da DBO da lagoa i, e ti é o tempo de detenção, em
dia;
subscrito i = 1, 2, 3 e 4 representa LA1, LA2 , LF e LAG, respectivamente. 1 = 9,63 d; 2 = 33,06 d; 3 = 26,99 d; 4 = 18,40 d.
O tempo de detenção de cada lagoa de estabilização é dado por: ti = Vi / Q (3)
onde: Vi é o volume da lagoa i, em m3 e Q é a capacidade do sistema, em m3/dia.
Custo da terra
O custo da terra está associado não somente à área ocupada pelas lagoas do sistema, mas também pelas áreas adjacentes às lagoas para circulação de pessoas e/ou veículos, para manutenção das mesmas. Dessa forma, o modelo matemático que melhor representa o custo da área de terra ocupada por cada lagoa é obtido na equação abaixo:
Cti = 2,5 i Pt Vi (4)
onde: Cti é o custo da terra ocupada pela lagoa i, em R$;
i é a relação entre a superfície e o volume da lagoa i, em m2/m3;
Pt é o preço da terra, em R$/m2.
2,5 representa 150% da área de terra acrescida para circulação de pessoas. 1 = 0,79 m2/m3 ; 2 = 0,61 m2/m3; 3 = 1,45 m2/m3; 4 =
1,72m2/m3 .
Custo de construção
O modelo matemático que melhor representa para descrever os custo de limpeza do terreno, escavação e transporte de terra excedente e compactação é dado por:
Cci = 2,5 i Pl Vi + Pe Vi + Pc Vi (5)
ou Cci = (2,5 i Pl + Pe + Pc ) Vi (6)
onde: Cci é o custo de movimento da terra da lagoa i, em R$;
Pl é o custo de limpeza do terreno, em R$/m2;
Pe é o custo de escavação da terra, em R$/m3;
Pc é o custo de compactação, em R$/m3.
Custo de manutenção
De acordo com as leis trabalhistas, o custo horário de um servidor para o empregador pode ser estimado em R$ 2,56 incluindo-se os encargos sociais. Admitindo-se um servidor trabalhando dois dias por mês para limpeza das lagoas e áreas adjacentes e três horas a cada dois meses para retirada do aguapés da lagoa LAG, admitindo-se ainda, taxa de juros de 15% ao ano durante 15 anos, os custos mensais estimados de manutenção do sistema de tratamento de dejetos suínos serão computados na data presente do investimento através da seguinte equação:
Cmi = 2,5 i Pp V (7) onde, ( ) ( ) 1 1 1 i i i n n (8)
na qual: Cmi é o custo de manutenção da lagoa i, em R$;
é fator do valor presente;
